JPH04301559A - 超音波影像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対象物体の超音波による
断層像を表示する超音波影像装置に係わり、特に対象物
体の音速の不均一性補正機能を有する超音波影像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波影像装置は、超音波の反射や透過
を利用して材料や構造物の傷や欠陥を検出することに用
いられているが、医学関係にも広く用いられ診断の資料
として利用されている。

【０００３】ここで超音波による検査または診断の原理
を図２を用いて説明する。直接状に配置された振動子つ
まり電気音響変換素子の各々から対象物体に対して超音
波を発信すると対象物体内のＤ１点に当たった超音波は
反射されて再び振動子に戻ってくる。このとき、Ｄ１と
各素子との距離は異なるので反射波の戻ってくる時間は
素子の位置によって異なってくる。

【０００４】そこで速く戻ってくる素子（図の網点のあ
る素子の中央にあるもの）には大きな遅れを与え、遅く
戻ってくる素子には小さな遅れを与える遅延線を通し、
各素子の反射波を同じ位相に整相処理する。遅延線に近
い方の点線で囲んだ波形はこのようにして整相処理した
後の波形を示す。この波形を加算した結果が小さい方の
点線の囲いの波形である。この波形を輝度変換して表示
するとモニタに示すように対象物体の内部が表示される
。モニタ上の点線位置は対象物体内の実線で示す矢印に
対応しており、この線を走査線という。

【０００５】このような装置の一例を、特開昭５３─２
８９８９号、特開昭５４−９６２８６号公報などにより
公知の資料から説明する。図３は一般的超音波影像装置
の一例を示すブロック図である。以下にその動作を説明
する。電気音響変換素子ＥＬ１　〜ＥＬｎ　は、送信回
路からの送信電気パルスにより超音波を対象物体に放射
する。放射された超音波は人体などの対象物中の音響的
な不均一性により反射される。その反射された超音波を
同じ素子で受信し、各素子からの受信信号を整相加算し
、１　本の走査線を得る。整相加算は、各電気音響変換
素子ＥＬ１　〜ＥＬｎ　に位相変換回路からなるＰＳ１
　〜ＰＳｎ　に入力され、その出力をＬＣ（インダクタ
ンス・キャパシタンス）からなる固定の遅延線ＤＬ１　
〜ＤＬｎ　で遅延させた後に加算される。

【０００６】制御器ＰＣによりその遅延量もしくは位相
量を変化させる。遅延線ＤＬ１　〜ＤＬｎ　は各々個別
に与えるように図３は示しているが、特開昭５３−２８
９８９号公報のようにＰＳの出力をスイッチを介してタ
ップ付きの遅延線の任意のタップに入力する方法により
、遅延と加算を同時に行う方法が実際には多く用いられ
ている。この場合には、加算部と遅延線ＤＬ１　〜ＤＬ
ｎ　の両方がタップ付きの固定遅延部に含まれることに
なる（図は省略）。位相変換回路ＰＳ１　〜ＰＳｎ　は
遅延線ＤＬ１　〜ＤＬｎ　の量子化（つまりタップ間隔
）を大きくし、コストを低減するために設けられている
。さらには、この遅延量もしくは位相量を受信時に時間
，即ち距離と共に変化させることにより、各距離におい
て超音波のフォーカスを可変とすることも可能であるが
本発明とは関係がないので詳しいことは省略する。

【０００７】ここで、位相変換回路ＰＳと遅延線ＤＬと
について説明する。信号が次式で表されたとする。 ｕ（ｔ）＝ａ（ｔ）ｓｉｎ　（ωｔ＋ψ）　　　　（１
）図４（ａ）は（１）式を表したもので、振幅ａ（ｔ）
は破線で示す包絡線成分を表す。ここでωは角周波数、
ψは位相角を表す。（１）式よりｔ０時間遅れた信号は
次式で表される。 ｕ（ｔ−ｔ０）＝ａ（ｔ−ｔ０）ｓｉｎ　（ω（ｔ−ｔ
０）＋ψ）　　（２）図４（ｂ）は（２）式を表す。ｔ
０を遅延量ｔ０といい遅延線ＤＬによって実現される。 この場合包絡線成分ａ（ｔ）と周期変動成分が共にｔ０
時間遅れる。次に信号の周期変動成分のみｔ０時間遅く
すると次式で表される。 ｕ’（ｔ）＝ａ（ｔ）ｓｉｎ　（ω（ｔ−ｔ０）＋ψ）
　　　　（３）図４（ｃ）は（３）式を表す。包絡線成
分は（ａ）図と同じで周期変動成分は（ｂ）図と同じで
ある。この作用を実現するのが位相変換回路ＰＳである
。

【０００８】（２）式で表される整相処理は、波形その
ものをｔ０移動できるために各振動子からの信号を完全
に一致させることができるため大きなフォーカス効果が
得られるが、（３）式で表される整相処理は、包絡線成
分を遅れさせないため、各振動子からの信号を一致させ
ることはできない。しかし、近い一致を実現させること
はできる。しかし（２）式による整相方式は、（３）式
による場合に比べ装置が複雑になり高価となる。そこで
大きな整相処理は遅延線ＤＬによって行い、小さな整相
処理を位相変換回路ＰＳで行っている。

【０００９】以下に遅延量の計算方法を述べる。先ず、
フォーカス点を電気音響変換素子よりＬｍｍとするよう
に各素子の遅延量Ｔｉを設定したとする。すると、Ｔｉ
は、対象物体の音速をＣとして、以下の式にて与えられ
る。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここにＴ０は全てのｉに対するＴｉが負と
ならないようにする定数である。（Ｔｉを負とする遅延
回路は現実不可能である。）Ｘｉは、受信時に用いられ
る電気音響変換素子群の中心点Ｏとｉ番目の電気音響変
換素子との間隔であり、次式で表される。 Ｘｉ＝ｐ×（ｉ−ｎ／２−１／２）　　　　（５）ｐは
電気音響変換素子の素子ピッチであり、ｎはその素子数
である。１／２を引いているのは電気音響変換素子の幅
を１としその中心位置をとったからである。

【００１２】ここで、遅延線ＤＬ１　〜ＤＬｎ　の量子
化誤差をΔｔとすると、遅延線ＤＬ１　〜ＤＬｎ　の遅
延量ｔ１ｉは、次式のように設定されている。 ｔ１ｉ　＝ｉｎｔ（Ｔｉ／Δｔ　）×Δｔ　　　　　（
６）ｉｎｔ（）は整数化を意味する。従って、ＰＳ１　
〜ＰＳｎ　による小遅延量ｔ２ｉ　は、次式で表される
。 ｔ２ｉ　＝Ｔｉ−ｔ１ｉ　　　　　　　　　（７）ここ
に当然ながらｔ２ｉ　＜Δｔ　となる。

【００１３】位相制御を行う場合には、超音波の中心周
波数をｆ０（Ｈｚ）として、ｔ２ｉ　に相当する位相シ
フト量φｉ　（ラジアン）は、次式で表される。 φｉ　＝２πｆ０×ｔ２ｉ　　　　　（８）これら遅延
量ｔ１ｉ　やｔ２ｉ　はＲＯＭなどの記憶媒体にの予め
蓄積されており、この情報を基に制御回路ＰＣからの制
御信号により制御される。以上で１本の走査線が得られ
る。この動作を走査線を平行にずらすリニア操作もしく
は扇形に振るセクタ捜査などの周知の技術を用いること
で対象物体の断面像が得られる。

【００１４】ＲＯＭなどの記憶媒体には予め遅延量ｔ１
ｉ　と小遅延量ｔ２ｉ　を変化することによる走査線移
動の情報を蓄積されており、その情報をもとにＰＣから
制御信号を与えることによって走査線を移動することが
できる。 （移動の方法には素子をずらしてゆくリニア走査と素子
に与える遅延を変えることで超音波の向きをかえるセク
タ走査とがあるが、本発明はこの走査線の走査方法には
よらないので、ここでは走査方法の詳細は省く。）

【０
０１５】次に本明細書で使用する『位相』について説明
する。単に信号の位相と言った場合（１）式のψを指す
。このψは周期変動成分の時間遅れを示す。 （２），　（３）式の位相はψ′＝ψ−ωｔ０となる。 つまり（１）式の位相はψで（２），（３）式の位相ψ
′は（１）式の位相ψに比べωｔ０だけ遅れている。し
かし『受信信号の位相』といった場合には、広く包絡線
成分の遅れも表す（２）式の時間遅れｔ０を表すものと
する。

【００１６】上記の場合の超音波は（４）式で与えられ
ているように、対象物体の音速が一定値であるとの仮定
に基づいている。ところが、図５に示すように人体は脂
肪、筋肉、肝臓等の異なった組織で構成されており、影
像化する領域に超音波が到達するためには体表近くにあ
る脂肪層を通過しなければならない。ところで脂肪の音
速は１４８０ｍ／ｓであり他の筋肉、肝臓等の組織の音
速１５７０ｍ／ｓに比較して特に小さいことが知られて
いる。

【００１７】つまり、音速一定として（４）式の遅延量
を設定すれば電気音響変換素子から人体内に形成される
フォーカス点もしくは逆にフォーカス点から電気音響変
換素子に達する経路中の脂肪層と筋肉層の境界において
、波面がずれて揃わなくなりフォーカスが劣化する。 この波面のずれを検出、補正して焦点を理想的な状態に
戻そうとする考えは既に次の資料において提案されてい
る。 ■ＵＳＰ４８１７６１４ ■Ｓ．Ｗ．ＦＬＡＸ　　ＡＮＤ　　Ｍ．Ｏ’ＤＯＮＮＥ
Ｌ，”Ｐｈａｓｅ−Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｒｅ
ｃｔｉｏｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｓｉｇｎａｌｓ　Ｆｒｏｍ　
Ｐｏｉｎｔ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｄｉｆｆ
ｕｓｅ　Ｓｃａｔｔｅｒｒｅｓ：ＢａｓｉｃＰｒｉｎｃ
ｉｐｌｅｓ”ＩＥＥＥ　　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ　　
ＯＮ　　ＵＬＴＲＡＳＯＮＣＳ，ＦＥＲＲＯＥＬＥＣＴ
ＲＩＣＳ，ＡＮＤ　　ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ　　ＣＯＮＴ
ＲＯＬ，ＶＯＬ　　３５，ＮＯ．６，ＮＯＶＥＭＢＥＲ
　　１９８８，ｐ７５８−ｐ７６７

【００１８】これらの基本的な構成図を図６に示す。ま
ず、電気音響変換素子から送信回路によって超音波が送
信される。送信された超音波は図５に示した人体中から
反射して体表付近の脂肪層により波面が乱れて受信され
る。この受信信号をサンプル・ホールド回路によりアナ
ログメモリに格納するか、アナログ・デジタル・コンバ
ータによりデジタル信号に変換してデジタルの波形メモ
リに格納する。いずれを選ぶかは次に述べる相関計算を
アナログ回路で実現するかデジタル回路で実現するかに
よって決まるが、ある時間間隔ｔｓでサンプリングした
波形データをメモリに格納することにより、次の相互相
関計算が可能となる。なお、図６ではサンプル・ホール
ド回路もしくはアナログ・デジタル・コンバータは波形
メモリに含まれると考えて省略した。その後に隣接する
電気音響変換素子の受信信号間の位相を位相検出部によ
り検出し、この情報を基に制御器ＰＣによって遅延もし
くは位相量を補正する。位相の検出には相互相関の計算
が用いられている。

【００１９】図７に相互相関の計算の概略を示す。２つ
の受信信号ｕ１（ｔ），ｕ２（ｔ）の位相差Δτ（ｉ）
は相関関数Ｑ（τ）の極大値の時刻Δτｍ　で求められ
る。相関関数Ｑ（τ）の積分範囲は相関を計算する範囲
である。これに関しては公知例■に詳しく述べられてい
る。 さらに公知例■では、上記の相互相関計算で求めた位相
差Δτ（ｉ）　を積算することにより各電気音響変換素
子の受信信号の位相τ（ｉ）を求める。ここで検出され
る位相は音速が均一でかつ反射体が受信フォーカス点に
あれば（４）式のＴｉに等しくなるはずである。

【００２０】（４）式をＸｉ＜Ｌの条件で近似すると次
式が得られる。 Ｔｉ≒Ｔ０−Ｘｉ２　／（２ＬＣ）　　　　（９）なお
、Ｘｉは０．２　Ｌ程度なので（９）式が成り立つ。

【００２１】なお、対象物体中の音速が不均一であれば
、次式でτ’（ｉ）を求める。 τ’（ｉ）＝Ｔｉ−τ（ｉ）　　　　　　（１０）τ’
　（ｉ）≠０の場合には、このＴｉがτ（ｉ）となるよ
うに、遅延もしくは位相量をτ’（ｉ）分変化させるこ
とにより、音速不均一性によって生じる波面の乱れを補
正することができる。

【００２２】これを図６で説明すると、制御回路ＰＣは
τ’（ｉ）＝Ｔｉ−τ（ｉ）分Ｔｉを変化させるように
制御する。これによりＴｉはτ（ｉ）になる。

【００２３】ここで反射体が複数の微小反射体からなる
いわゆるランダム反射体の場合には反射体が受信フォー
カス点にあるという仮定が成立して、τ’（ｉ）が音速
不均一性を表現することが公知例■に示されている。肝
臓などの組織の場合には細胞が複数の微小反射体に相当
するために、このランダム反射体の仮定が成立する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで反射体が点反
射体の場合には状況が異なる。反射体がたまたまフォー
カス点にあればよいが、フォーカス点をＸｔはずれてい
た場合には、検出される位相は、対象物体の音速が均一
であるときには、次式に示すようになる。 τ（ｉ）≒Ｔｏ−（Ｘｉ−Ｘｔ）２　／（２ＬＣ）　　
　　（１１）このようなときに補正を行った場合、遅延
量が（１１）　式となって超音波ビームが本来のフォー
カス位置ではなく、点反射体の位置に集束されてしまう
。このことは公知例■に示されているが、具体的な対策
は示されていない。

【００２５】図８は対象点Ａの近傍に強い点反射体Ｂが
ある場合に、この点反射体Ｂに超音波ビームが偏向する
状態を示した図である。はじめ、遅延回路は対象点Ａに
対してその反射波の位相が整うように設定されているが
、強い点反射体Ｂからの反射波は図８上部に示すように
右上がりの直線状になり、この反射波に対して位相が一
致するように遅延回路を補正してしまう。この結果、走
査線が強い反射体に集まってしまい、画像上にこの虚像
が出現してしまう。

【００２６】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、対象物体中の音速不均一性を補正した超音波影
像装置において、対象点の近傍に強い点反射体が存在す
る場合でも対象点の影像を確実に表示することのできる
超音波影像装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図において、１は直線状に配置された複数の電
気音響変換素子、２は送信回路でこの電気音響変換素子
１に電気信号を印加して対象物体に超音波を送信させる
。３は受信回路で電気音響変換素子１の受信信号に時間
遅れを与えて各電気音響変換素子１毎の出力の整相処理
を行う。４は加算部で受信回路３で整相された各電気音
響変換素子１の出力を加算する。５は表示部でこの加算
された出力を輝度変換して表示する。６は位相検出部で
、受信回路３の出力データを入力し、このデータより電
気音響変換素子１ごとの位相τ１（ｉ）から前記電気音
響変換素子１の位置ｉに比例した直線成分を除いた値τ
２（ｉ）を検出する。７は制御部でこの差τ２（ｉ）に
基づき受信回路３の整相処理を制御する。

【００２８】また、位相検出部６が、隣接する電気音響
変換素子１からのデータの位相差Δτ１（ｉ）を検出し
、この位相差Δτ１（ｉ）を積算することにより位相τ
１（ｉ）を求めるようにする。

【００２９】また、前記位相検出部６が、前記位相τ（
ｉ）を一方の座標軸にとり、前記電気音響変換素子の位
置ｉを他方の座標軸にとってこの位相τ１（ｉ）の近似
直線を求めこの位相τ１（ｉ）とこの近似直線との差を
前記値τ２（ｉ）とする。

【００３０】また、位相検出部６が、隣接する電気音響
変換素子１のデータの位相差Δτ１（ｉ）を検出し、こ
の位相差Δτ１（ｉ）の平均値Δτ１ｍを求め、この位
相Δτ１（ｉ）とこの平均値Δτ１ｍとの差Δτ１（ｉ
）−Δτ１ｍを積算した値として値τ２（ｉ）を求める
ようにする。

【００３１】また、位相検出部６が、近似直線を最小２
乗法により求めるようにする。

【００３２】また、位相検出部６が、値τ２（ｉ）の積
算値がほぼ０と鳴るように位相τ１（ｉ）を定める基準
位置を定める。

【００３３】また、受信回路３を複数のグループより構
成し、位相検出部６もこのグループに対応してグループ
を構成してグループ毎に値τ２ｉを算出するようにする
。

【００３４】

【作用】（１０）式に示すτ’（ｉ）を０にするよう制
御部７で制御することにより脂肪層などによる音速不均
一によって生じる波面の乱れを補正できる。しかし点反
射体がフォーカスをＸｔ外れている場合は、検出される
位相は（１１）式のようになる。図９はこの状態を示す
。この場合超音波の反射波は本来のフォーカス位置Ａで
はなく点反射体の位置Ｂに集束されてしまう。この結果
走査線はＢの方に偏向される。表示はＡの所で行うため
に、Ａの地点にＢの虚像が表れる。このことは近くの他
の走査線でも起こるために結果として、強い反射体の虚
像が横に伸びて表示部５に表示されることになる。本発
明は、このように勾配のついた直線を電気音響変換素子
の位置ｉを一方の軸にとり、位相τ１（ｉ）を他方の軸
にとって近似直線を求め、位相τ１（ｉ）とこの近似直
線との差τ２（ｉ）を求めて、この差τ２（ｉ）が０と
なるよう制御部７で整相制御することにより、点反射点
Ｂの影響を抑え、フォーカス点Ａの影像を得ることがで
きる。

【００３５】各電気音響変換素子１からの位相τ１（ｉ
）は、相隣る電気音響変換素子１間の位相差Δτ１（ｉ
）を検出し、これを積算してゆくことによって得られる
。また、位相τ１（ｉ）とこの近似直線との差であるτ
２（ｉ）は、位相差Δτ１（ｉ）の平均値Δτ１ｍを各
位相差Δτ１（ｉ）から引いたΔτ１（ｉ）−Δτ１ｍ
を求めこれを積算することによっても得られる。また、
近似直線を求める場合、最小２乗法によって求めると精
度よく求めることができる。

【００３６】位相τ１（ｉ）は時間ずれであり、これは
ある点を基準としてそこからのずれとして表される。故
にこの基準点を差τ２（ｉ）の積算値がほぼ０となるよ
うに定めることにより各走査線の起点が一致し表示両面
の品質が向上する。

【００３７】また、強い点反射体Ｂがフォーカス点Ａよ
り離れた位置にある場合、フォーカスＡからの受信信号
の位相τ１（ｉ）は図８に示すように水平の直線となり
、点反射体Ｂからの受信信号の位相τ１（ｉ）は勾配を
有する直線となる。このような場合フォーカスＡの位相
を検出するグループと点反射体Ｂの位相を検出するグル
ープとに分けて処理することにより対象物体の正確な画
像が得られる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１０は本発明の第１実施例の構成を示すブロッ
ク図である。同図において、１は超音波を対象物体に発
信しこの反射波を受信する電気音響変換素子で、直線状
にｎ個配列されている。２は送信回路で電気音響変換素
子１に送信パルスを入力し超音波発信を行わせる。プリ
アンプ３１，　位相変換回路３２、遅延線３３は受信回
路３を形成し、プリアンプ３１は電気音響変換素子１の
受信信号を増幅し、位相変換回路３２は（３）式に示し
た周期変動成分のみの時間遅れを行う。遅延線３２はＬ
Ｃ（インダクタンス・キャパシタンス）から構成される
遅延回路で、タップの切り換えにより遅延量を切り換え
る。

【００３９】４は加算部でｎ個の遅延線３３の出力を加
算する。５は表示部で加算結果を輝度変換してモニタ上
に表示する。波形メモリ６１、相互相関器６２、極大値
検出器６３、平均値検出器６４、減算器６５、積算器６
６は位相検出部６を構成し、波形メモリ６１は受信回路
３の出力をアナログ・デジタル・コンバータでデジタル
信号に変換して格納する。相互相関器６２と極大値検出
器６３は隣接する電気音響変換素子１の受信信号間の位
相差Δτ１ｉを図７に示した相関関数Ｑ（τ）の極大値
Δτｍ　からΔτｍ　＝Δτ１（ｉ）として求める。平
均値検出器６４はこの位相差Δτ１（ｉ）の平均値Δτ
１ｍを求める。減算器６５はΔτ１（ｉ）−Δτ１ｍを
求め、これを積算器６６は積算してτ２（ｉ）を求める
。制御回路ＰＣ７１とＲＯＭ７２は制御部７を構成し、
制御回路ＰＣ７１でτ２（ｉ）を０にするよう受信回路
３の位相変換回路３２、遅延線３３を制御する。ＲＯＭ
７２は制御回路ＰＣ７１の制御プログラムやデータを格
納する。

【００４０】次に動作について説明する。各電気音響変
換素子１からの受信信号は、受信用の位相量および遅延
量を通過した後に、波形メモリ６１に格納され位相検出
部６において隣接する２電気音響変換素子１間の相関が
計算される。計算した結果の極大値の図７に示すΔτｍ
　が隣接する２電気音響変換素子１間の受信信号の位相
差Δτ１（ｉ）となる。この位相差Δτ１（ｉ）を電気
音響変換素子１について積算することにより各電気音響
変換素子ｉの受信信号の位相τ１（ｉ）が得られる。一
方位相差Δτ１（ｉ）は受信信号の位相の電気音響変換
素子１間の差分であるからその平均値Δτ１ｍが（１１
）　式と（９）式の差である次に示す（１２）式の平均
的な傾きを表している。

【００４１】 （９）式−（１１）　式≒Ｘｔ・Ｘｉ／（Ｌ・Ｃ）　　
　　（１２）この平均値Δτ１ｍを勾配として持つ直線
成分Δτ１ｍをΔτ１（ｉ）から減じた後に積算するこ
とにより、（１２）　式のＸｔに起因する成分を除去し
、しかる後に（１０）式で対象物体内の音速不均一性を
正確に検出することが可能となる。

【００４２】これを図８を用いて説明する。遅延回路は
点Ａにフォーカスするように設定されているので、点Ａ
からの反射波は遅延回路を通過後、図のように位相が一
致する。この時に検出されるΔτ１（ｉ）は図には示さ
ないが当然全て０となるはずである。Δτ１ｍも０とな
り、Δτ１ｍをもつ直線成分Δτ１ｍをΔτ１（ｉ）か
ら減じた後に積算した結果も全て０となる。

【００４３】もしも強い点反射体が点Ａから外れた位置
点Ｂに存在した場合、点Ｂからの反射波は図８に示すよ
うに直線的に傾く。この時に検出されるΔτ１（ｉ）は
図１１（ａ）に示すように電気音響変換素子１　の位置
ｉ　に対し一定値となる。これをこのまま加算したとす
るとΔτ１（ｉ）は図１１（ｂ）のように、傾いた直線
として位相が検出される。このとき超音波ビームは偏向
を受け、結果として走査線が点Ｂの向きになってしまう
。本実施例に示すようにΔτ１（ｉ）の平均値Δτ１ｍ
をΔτ１（ｉ）から減じた後に積算すれば、超音波ビー
ムの偏向を防ぐことができる。なお、ここでは対象物体
の音速不均一性を考慮しない位相を述べたが、対象物体
の音速不均一性は上記の位相に加算された形で表され、
音速不均一性は傾きの除去により消え去るものではない
。このためこの積算値τ２（ｉ）を０にするよう（つま
り（１０）式のτ’（ｉ）を０とするよう）制御回路Ｐ
Ｃ７１で制御することにより音速不均一性によって生じ
る波面の乱れを補正することができる。

【００４４】Ｘｔの位置に点反射体があった場合は以上
の手法によって点反射体の位置を修正して、超音波ビー
ムの偏向を抑えることができる。また、反射体がランダ
ム反射体の場合には、Ｘｔ＝０として扱えることからτ
１（ｉ）に傾きは生じない。このときΔτ１ｍ＝０とな
り、傾きの補正は行わない。またランダム反射体の中に
強い点反射体があった場合には、τ１（ｉ）に対して点
反射体が支配的になり、上記の点反射体があった場合と
同じである。このように簡単な直線近似を用いる事によ
り、以上の３つの条件下において点反射体の影響を除く
ことができる。

【００４５】次に、本発明の第２実施例を図１２に示す
。 本図は第１　実施例と異なる位相検出部（６）のみに示
す。図１０との違いは、直線近似器６７を設け、Δτ１
（ｉ）を積算したτ１（ｉ）に対して、直線近似を最小
２乗法などで行った後に、その近似した直線成分をτ１
（ｉ）から減じるところである。これにより、直線近似
の精度は向上するが、回路は幾分複雑になる。なお、最
小２乗近似とは、 （τ１（ｉ）−（ａｉ＋ｂ　））２　 のｉに対する総和が最小と鳴るように近似する直線ａｉ
＋ｂの係数ａ，ｂを求める方法であり、最も近い直線が
求められている。これに対して図１１の第１実施例では
（τ１（ｉ）−（ａｉ＋ｂ））のｉに対する総和が最小
すなわち０となるように近似していることになる。

【００４６】図１３は走査線のオフセットの設定方法を
示す。図１３（ａ）は強い点反射体があり、且つ、図５
の脂肪層のような音速不均一層が存在した時に検出され
る位相τ１（ｉ）を示す。このτ１（ｉ）から直線成分
、すなわち傾きを除去した結果は（ｂ）となるが、その
オフセットは点線、実線、一点鎖線で示すように任意に
偏向可能である。一般にτ１（ｉ）は全走査線に共通で
はなく走査線毎に求めている。もしもこのオフセットが
走査線毎にばらつくと、走査線の起点をずらし画像を見
づらいものにする。τ１（ｉ）に誤差があるので図１４
（ｂ）のように最小値や最大値を一定にしたり、ある電
気音響変換素子を基準にしたりするとオフセットがばら
つき易くなる。これを最も安定にする為にはτ１（ｉ）
−（直線成分）の平均が０とするようにするのが最もよ
い。すなわち図１３（ｂ）の実線のようにオフセットを
定める。

【００４７】また、図１４のように、強い点反射体Ｂが
フォーカス点Ａからかなり離れた位置にある場合、電気
音響変換素子のうち、点反射体Ｂに近い素子での受信信
号は図のように点反射体Ｂからの受信波が傾く。しかし
、点反射体Ｂから遠い素子では、この素子の指向性から
点反射体Ｂからの信号が弱まって、本来のフォーカス点
Ａからの受信波を受信して傾かない場合がある。このよ
うな場合には電気音響変換素子を例えば２つのグループ
に分けて各々個別に傾きを除去することが有効となる。

【００４８】また以上の説明では、相関計算により各電
気音響変換素子の受信信号の位相を求める場合について
のみ実施例で示したが、本発明は別の位相検出法、例え
ば直交検波などによる方法においても適用可能であるこ
とは、特に図に示さずとも明らかである。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、対象点の近傍に強い点反射体がある場合でもその点
反射体による反射波の直線成分を除去することにより、
点反射体の影響を除き対象点の影像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】超音波診断の原理を説明する図である。

【図３】超音波影像装置の説明図である。

【図４】位相の説明図である。

【図５】対象物体の構成例を示す図である。

【図６】従来の超音波影像装置の説明図である。

【図７】相関関数の説明図である。

【図８】対象点の近傍に強い点反射体がある場合の影響
を説明する図である。

【図９】強い点反射体のある場合の反射波の位相を説明
する図である。

【図１０】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図
である。

【図１１】強い点反射体が在る場合の電気音響変換素子
の受信信号位相差および位相の分布を示す図である。

【図１２】本発明の第２実施例の構成のうち第１実施例
と相違する位相検出部のブロック図を示す図である。

【図１３】走査線のオフセットの設定方法を説明する図
である。

【図１４】対象点と離れた点に強い点反射体がある場合
、グループ別に処理する方法を説明する図である。

【符号の説明】

１　　電気音響変換素子 ２　　送信回路 ３　　受信回路 ４　　加算部 ５　　表示部 ６　　位相検出部 ７　　制御部 ３１　　プリアンプ ３２　　位相変換回路 ３３　　遅延線 ６１　　波形メモリ ６２　　相互相関器 ６３　　極大値検出器 ６４　　平均値検出器 ６５　　減算器 ６６　　積算器 ６７　　直線近似器 ７１　　制御回路ＰＣ ７２　　ＲＯＭ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の電気音響変換素子（１）に電気
   信号を印加して対象物体に超音波を送信させる送信回路
   （２）と、前記電気音響変換素子（１）の受信信号に時
   間遅れを与えて各電気音響変換素子（１）毎の出力の整
   相処理を行う受信回路（３）と、この受信回路（３）の
   出力を加算する加算部（４）と、この加算部（４）の出
   力を輝度変換して表示する表示部（５）と、前記受信回
   路（３）の出力データを入力し、このデータの前記電気
   音響変換素子（１）ごとの位相τ１（ｉ）から前記電気
   音響変換素子の位置ｉに比例した直線成分を除いた値τ
   ２（ｉ）を検出する位相検出部（６）と、この値τ２（
   ｉ）に基づき前記受信回路（３）の整相処理を制御する
   制御部（７）とを備えたことを特徴とする超音波影像装
   置。
2. 【請求項２】　　前記位相検出部（６）が、隣接する前
   記電気音響変換素子（１）からの前記データの位相差Δ
   τ１（ｉ）を検出し、この位相差Δτ１（ｉ）を積算す
   ることにより前記位相τ１（ｉ）を求めることを特徴と
   する請求項１記載の超音波影像装置。
3. 【請求項３】　　前記位相検出部（６）が、前記位相τ
   １（ｉ）を一方の座標軸にとり、前記電気音響変換素子
   （１）の位置を他方の座標軸にとってこの位相τ１（ｉ
   ）の近似直線を求めこの位相τ１（ｉ）とこの近似直線
   との差を前記値τ２（ｉ）として算出することを特徴と
   する請求項１または２記載の超音波影像装置。
4. 【請求項４】　　前記位相検出部（６）が、隣接する前
   記電気音響変換素子（１）からの前記データの位相差Δ
   τ１（ｉ）を検出し、この位相差Δτ１（ｉ）の平均値
   Δτ１ｍを求め、この位相差Δτ１（ｉ）とこの平均値
   Δτ１ｍとの差Δτ１（ｉ）−Δτ１ｍを積算した値と
   して前記値τ２（ｉ）を求めることを特徴とする請求項
   １記載の超音波影像装置。
5. 【請求項５】　　前記位相検出部（６）が、前記近似直
   線を最小２乗法により求めることを特徴とする請求項３
   記載の超音波影像装置。
6. 【請求項６】　　前記位相検出部（６）が、前記値τ２
   （ｉ）の積算値をほぼ０となるように前記位相τ１（ｉ
   ）を定める基準位置を定めたことを特徴とする請求項１
   ，２，３，４のいずれかに記載の超音波影像装置。
7. 【請求項７】　　前記受信回路（３）を複数のグループ
   より構成し、前記位相検出部（６）もこのグループに対
   応してグループを構成してグループ毎に前記値τ２ｉを
   算出するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３
   ，４のいずれかに記載の超音波影像装置。